A tankönyvet vissza kell adni, tehát nem lesz miből ismételni, a középiskolában az emlékeiteket megnézni.

Ha ezt a posztot letöltitek, akkor fájlban legalább elmenthetitek és akkor papírt sem kell pazarolni rá.

A hagyományokhoz híven itt a tankönyv Összefoglalás olvasmánya, ahonnan az Energia fejezet lényegesebb mondatait kiírhatjátok.

Itt a mese vége, találkozunk szeptemberben - remélhetőleg személyesen!

Gyerekek, most különösen nem vagyok megelégedve a tankönyvvel! Ezért másképp dolgozom fel a témát. Remélem, ez alapján egy picit meg fogod érteni az energia fogalmát. Ha végeztél az anyaggal, szerintem szüleidet is megkérdezheted, mit tudnak mondani az energiáról. Hasznos beszélgetés lesz, mert a poszt elolvasása után már kezded te is érezni, mi is az az energia. Tehát a szülők által mondottakat el tudod helyezni az itt megismertek mellé. Nos kezdjük azzal és Ádámnál, Évánál, hogy mire is használjuk a hétköznapokban ezt a szót?

Az ősember felhasználható energiához legelőször a tűzgyújtáskor jutott. A tűz által szerzett energia segítségével nem csak melegedni tudott. Tűz nélkül sohasem jutott volna kezdetleges fegyvereihez, az íjhoz és a lándzsához, valamint a későbbi fémeszközökhöz sem. A megfeszített íjba is energiát táplált be, amelyet kilövéskor a repülő nyílvessző visz magával mozgási energia formájában.

Napjainkban a különböző típusú erőművekben előállított villamos energia forrása is jól nyomon követhető. A vízerőmű a hatalmas mennyiségű lezúduló víz helyzeti energiáját alakítja át.Nézzétek meg ezt a duzzasztógátat, szinre érezni is lehet az erőt, az energiát. Nem ide tartozik, de képzeljétek el, micsoda iszonyú nyomást kell kiállni a gát falának a mögötte levő tömeg miatt! Plusz mennyi betont kell odarakni, hogy elég szilárd legyen. Ez aztán a mérnöki teljesítmény. Itt nem lehet rosszul számolni az építés előtt, itt tudni kell a fizika törvényeit! A hőerőművek a fűtőanyagban található kémiai energiát, míg az atomreaktorok az anyag parányi részecskéinek, az atomoknak az energiáját szabadítják fel.

Mai világunkban az energia egyre könnyebbé teszi életünket. A műszaki fejlődés lehetővé teszi, hogy a gépek, miközben energiát használnak, jórészt tehermentesítenek bennünket a nehéz fizikai munkáktól.

Aki a lehető legkevesebbet akar az energiával foglalkozni a fárasztó tanév utolsó napjaiban, az ugorjon az XXX-re, amint már megszokhattátok.

4-ről 5-re javítás is energia, a sportolás is energia, az evés is energia. Mind változást hoz létre a környezetben. Ez a változtató képesség az energia. Az idők során kiderült, hogy az életünk legfontosabb fogalma az energia. Ezért fontos vele alaposan foglalkozni.

Biztos láttatok atlétikai közvetítést és abban rudugrást. A rudugró 'botjában is energia van'.   Ez az ú.n. rugalmas energia löki fel a sportolót 5-6 méter magasba.

DEFINÍCIÓ: Az energia = változtató képesség

Jele az E.               Mértékegysége a joule, rövidítve J.
Van még kJ és MJ: 1000 J = 1kJ, 1000 kJ = 1 MJ,  0,3 kJ = 300 J, 154000000 J = 154 MJ.

Az alábbi táblázatot olvassátok át többször is, próbáljátok megérteni, memorizálni! Itt felsorolom az általánosban tanult energiafajtákat és egy példát is hozok az adott energiára. Magyarázat:
- Pl. ha kalapáccsal megütöd a labdát, az elrepül, mozgási energiát szerez. A kalapács a labdában mozgásállapot változást hozott létre. Ha egy fadarabot ütsz meg, akkor esetleg a fa szét is esik amellett, hogy odébb megy. Tehát van mozgásállapot változás és van alakváltozás is.
- A mérések azt mutatják, hogy a helyzeti energia a tömeggel (m) és a magassággal (h) arányos.
- A belső energia pedig az anyagi minőséggel is arányos. Ez azt jelenti, hogy más anyagra (pl. vas vagy víz) más és más az arányosság értéke.

Sok energiafajtát lehet még említeni, de azok mind ebbe a fenti kategóriákba tartoznak. Pl. a könyv említi a fény energiáját. Ez az elektromágneses energia egyik megnyilvánulása. A hang energiája pedig a rugalmas energiához tartozik.

A reggeli kávém mozgási, helyzeti, belső energiáját is tudom változtatni! Kirohanok vele a konyhából, számhoz emelem, melegítem. Sajnos rugalmas energiája vagy mező energiája nincs a kávémnak ☹.

A mezők energiáját leginkább a kölcsönhatásaikon láthatjuk/mérhetjük. Pl. az elektromos és mágneses vonzás/taszítás mozgást eredményez. A gravitáció pedig függőlegesen gyorsítja a tárgyakat.

Az energiák egymásba alakíthatók. A leggyakoribb a mozgási => belső energia átalakulás. Erre példa a síugró.

A síugró először a lépcsőn fölgyalogol (esetleg lifttel fölviszik) a teljes felszereléssel együtt az ugrósánc tetejéig. Ez komoly munkavégzéssel jár, a munka eredménye pedig abban jelentkezik, hogy a sportoló ebből a helyzetből könnyedén képes majd lecsúszni. Azt mondjuk, hogy fönt a magasban helyzeti energiával rendelkezik, mégpedig pontosan annyi energiája van, amennyi munka árán oda följutott. Itt is láthatjátok, hogy az energia és a munka fogalma szorosan kapcsolódik egymáshoz.
Egy bizonyos magasságban levő sportoló helyzetéből adódóan könnyedén képes helyzeti energiáját felhasználva mozgásba lendülni. A síugró rááll a hóra, és máris siklik lefelé a sáncon. A hó jól csúszik, szinte alig súrlódik rajta a síléc, tehát egyre nagyobb sebességet ér el a versenyző. A sánc aljánál már kisebb helyzeti energiája van, hiszen alacsonyabbra került. Így a fönti helyzeti energiájából "elfogyott" egy kevés. Helyzeti energiájának egy része mozgási energiává alakult. Ahogy csökkent a helyzeti energiája (kisebb magasság), úgy növekedett a mozgási energiája (nagyobb sebesség). Ugyanez a személy ugyanezt a sebességet, azaz ugyanennyi mozgási energiát, más módon is szerezhetett volna. Például a vízszintes talajon futva is felgyorsulhatott volna. A mozgási energia értéke, nagysága tehát nem függ attól, hogy a test hogyan tett szert adott sebességre.

XXX

Igen nehéz és hosszadalmas levezetni, de minden fizikai jelenség, mérés azt mutatja, hogy érvényes az

Energiamegmaradás törvénye – az egyik legfontosabb fizikai elv!

Energia nem keletkezik és semmisül meg, csak
az egyik energiafajta a másik fajtává alakul.

Ne tévesszen meg benneteket például az, hogy az elgurított kisautó megáll. A ti energiátok, munkátok árán kapott sebességet, vagyis a ti izomenergiátok alakult át mozgási energiává. Utána pedig a kiskocsi súrlódott, a mozgási energiája hőenergává alakult. Bizony hőenergiává, igaz nagyon kis mértékben. Nézzétek meg a családi autó kerekét egy-két kilométer út, sőt, fékezés után. Meleg, ugye? Az meg már megint mérnöki teljesítmény, hogy az autógumi nem folyik el, nem lesz olyan forró. A gumikerekek tervezője is tudta a fizikát. Tehát, amikor a kiskocsitok megállt, akkor a ti izomenergiátok végső soron hőenergiává alakult és melegítette a környezetet, de nem tűnt el. Ez jelenti a zárt rendszer fogalmát. A kiskocsi önmagában nem zárt rendszer, mert csak a kiskocsival nem lehet ezt az előbbi kerek történetet elmondani. Hozzá kell venni a karotokat, a talajt, a környező levegőt. Ezzel az összefüggéssel tesszük zárttá a rendszert. Remélem, értitek ezek után a ZÁRT RENDSZER fogalmát.

A törvény fenti két megfogalmazása pedig azért EGYENLŐ, mert ha csak két anyagot zárt rendszernek tuduk tekinteni, akkor csak úgy tud érvényesülni pontosan az energiamegmaradás törvénye, hogy amennyivel nő az egyik energiája, annyival nő a másiké. Ezt számtalan mérés igazolta már, amikor sikerült szinte tökéletesen izolálni (szigetelni) a mérésben részt vevő két anyagot.

Végezetül gondoljatok arra a filmekben többször-sokszor látható melodramatikus jelenetre, hogy a világűrben elszakad az űrhajós tartókötele. Az éppen utolsó mozgása folytatódik, távolodik és távolodik és távolodik ... az űrhajótól. Nem tudnak semmit tenni a többiek. Mert hát ott nincs súrlódás, a mozgási energia nem csökken! szegény űrhajósnak az energiamegmaradás törvénye okozza majd a halálát, amikor elfogy az oxigénje.

Érdemes erről megnézni egy 1 perces videót. A giroszkóp pörgése nem változik, a tengelye változatlan.
(probléma esetén https://youtu.be/xQb-N486mA4)

A tankönyvből mindenképpen olvassátok el a 123-125. oldalakon az Energiaforrások c. anyagot. Ebből megértitek, miért is fontos takarékoskodni az energiával. Ugyanis az energiaforrás pont olyan, mint a patak forrása. Elfogyhat! Az pedig kézenfekvő számotokra, hogy energia nélkül tulajdonképpen semmi sincsen, tehát figyelni kell, takarékoskodni kell vele. A kényelmes élet, a magas életszínvonal hatalmas energiaigénnyel jár együtt, aminek biztosítása manapság nemcsak technikai, hanem gazdasági és politikai nehézségeket jelentő feladat. Földünk energiatartaléka véges, sokkal jobban kellene takarékoskodnunk! Megdöbbentő példa, hogy a fejlett országokban az egy lakosra jutó energiaszükséglet akár százszorosa is lehet a fejlődő vagy elmaradt országok egy főre eső energiafogyasztásának.

Végezetül két, összesen 50 perc videó, amelyikben nagyon kényelmes tempóban meg tudjátok hallgatni a témát és közben jegyzetelni is könnyen tudtok.

https://www.youtube.com/watch?v=0zqqEWFKDTg 21 perc

https://www.youtube.com/watch?v=ga8lEVJ5dys 29 perc

Itt a 2. videó végén a példában van egy számadat hiba, sebaj. De arra legyetek szívesek felszisszenni, hogy a tanár nem ír mértékegységet a mérőszám értéke mellé. Ezt ti ne tegyétek sose!

Játéknak pedig itt van két szimuláció. Ez majd egy kis pihenés után, vagy a nyári szünetben. ÉRDEMES, HASZNOS, SZÓRAKOZTATÓ! Tartalmasabb, mint a Facebookon, vagy az Instán görgetni.

https://phet.colorado.edu/hu/simulation/energy-forms-and-changes ez a különböző energiafajták átalakulásával játszik.

https://phet.colorado.edu/hu/simulation/legacy/energy-skate-park ez a helyzeti és mozgási energiák átalakulásán keresztül mutatja be az energiamegmaradást.

Ó!

A hagyományok szerint íme a tankönyv ábrája. Tudjátok, ezen a tankönyv írói szerint legfontosabb és éppen ezért kötelezően megtanulandó, megjegyzendő fogalmak, adatok szerepelnek.

Amint írni szoktam, olvassátok figyelmesen! Amit meg tudsz tanulni, az hasznodra válik - valamikor, valahol, ebben biztos lehetsz.

Az ember csak úgy képes a látásra, ha fény érkezik a szemébe. Ehhez szükséges valamilyen fényforrás, vagyis olyan test, amely fényt bocsát ki. Valódi, vagy elsődleges fényforrásnak nevezzük az önállóan világító testeket, pl. a Nap, izzólámpa, lézerdióda, működő tűzhányó, zseblámpa, izzó parázs, gyertyaláng. Az olyan testeket, amelyek csak a rájuk eső fény hatására láthatók, és ezáltal szerepelhetnek fényforrásként, a másodlagos fényforrások pl. Hold, bolygók, vetítővászon, fal, ...stb. Ezek között magas hőmérsékletűek pl. a Nap, a villanykörte, a gyertya. Ezek árnyékot is vetnek.

Az árnyéknak azért van jelentősége, mert
- az optikai eszközök képalkotásában ez szerepet játszik;
- a holdfogyatkozásban és a napfogyatkozásban lényeges tényező.
Annyit jegyezzetek meg, hogy az átlátszatlan tárgyak árnyékot vetnek a fény útjában. Ez a fény egyenes vonalú terjedésének a következménye. Ugyanis természetes, de a fizikában ki kell mondani ezt a megfigyelést.

Az általános tájékozottság miatt valamit csak meg kell jegyezni ebből a tárgyból, hogy a későbbieket megalapozzátok, hogy valami ismeretanyag leülepedjen bennetek. Ezekre az emlékekre azután majd építeni lehet a középiskolában.

A fényt, a fény tulajdonságait nagyon sokan és a fizika sok fejezetében tárgyalták, tárgyalják. Ezekből a vizsgálódásokból, vitákból, leírásokból, elméletekből nagyon mélyreható tények, tapasztalatok származtak. Mi itt épp hogy csak megismerkedünk a fénnyel. Szerencsétlen módon sok érdekes tudnivaló kimarad és éppen az igen unalmas geometriai optikával foglalkozik a tankönyv. Ezeket a geometriai optikai ismereteket itt felsorolom, ezeknek utána lehet nézni ebből a kis írásból később is. Középiskolában majd úgyis nyúznak vele. Azért érdemes mégis beleolvasni most vagy éppen pl. a nyári szünetben, mert az alapokat legalább látjátok, a geometriai optika vizsgáló módszerét megismeritek. Ha nem lesztek optikusok, csillagászok, fényképészek, akkor ez holt ismeret. Kivéve, ha felvételin, esetleg fizika versenyen optikai feladatot kaptok. Mert unalmas, de szép, logikus részlete ez a fizikának ÉS mindenki minden nap találkozik optikával. A szemüvegesek, a sofőrök a visszapillantó tükörrel, a gyerekek a délibábbal, a hobbi fényképészek a telefon kamerájával, …

A geometriai optika alapfogalmai

A fényjelenségekkel, a fény terjedésének törvényeivel a fénytan (optika) keretében foglalkozunk.
A következő ábrát figyelmesen nézzétek majd meg, igyekezzetek jól megérteni a dobozokban írt szöveget. Nagyon fura, ami a középső és a jobb oldali dobozba van írva. Most akkor a fény hullám, vagy részecske? Ez benne a különös és szinte felfoghatatlan. A fény mindkettő. Ezt nehéz felfogni, elképzelni még nehezebb, de hát ez az élet. EZ VAN. A fény hullám tulajdonságokkal is rendelkezik és részecske tulajdonságokkal is. Ez most mellbevágó. A fény olyan is, mint a hang, a vízhullám és olyan is, mint a biliárdgolyó. A hang átmegy a betonfalon (ezt tudják a panellakásban lakók) rombolás nélkül, a biliárdgolyó meg csak akkor, ha széttöri a betont. Szóval nehéz, de igaz. És ez a kettősség, a fény kettős természete a XX. század legelején még nem volt tudott. Addig késhegyre menő vitát folytattak a fizikusok, de nem tudták egymást meggyőzni. Mindkét tábornak voltak komoly érvei és bemutatták, hogy a másik tábor feltevéséből komoly ellentmondások, hibák következnek.

A két tábor akkor egyezett ki és akkor oldották fel a mindenkit zavaró ellentmondásokat, amikor egy Planck nevű tudós bebizonyította, hogy a fény ez is, az is. = kettős természetű.

A tankönyv 5 leckéje a fény tárgyalása helyett geometriai optikával foglalkozik. Ebből is a lencsék, tükrök képalkotásával. Ehhez geometriai ismeretek, a szerkesztés gyakorlata kell, ami nektek még hiányzik, illetve nagyon alapszintű ez a tudásotok. Mi ezt hagyjuk ki! Csak ezt a következő 6 bekezdést olvassátok el itt, azután nézzétek meg inkább a két videót. A többi maradjon nyárra, vagy majd a középiskolába, mielőtt erről tanultok. Ezt a később feldolgozandó anyagot letölthetitek a 05.22-én reggel mindenkinek kiküldött mailemből, jó lesz a visszaadott tankönyv helyett.

Szóval azért hívjuk a könyvben tárgyalt optikai ismereteket geometriai optikának, mert a fény, a fény általi képalkotás, leképezés jelenségeinek magyarázatához szinte kizárólag geometriai tulajdonságokat, a geometria eszköztárát, nevezetes pontokat, egyeneseket, síkokat, szögeket használunk. A fénytan felosztása vizsgáló módszerek szerint:

Már az ókorban ismert volt a fénysugár fogalma, a fény egyenes vonalú terjedése, a visszaverődés törvénye, és a fénytörésről is voltak tapasztalataik. A középkorban a szemüveg és a nagyító már eléggé ismert eszköz volt.

A XVII. század elején, a mikroszkóp (Jansen, 1590) és a távcső (Galilei, 1609; Kepler, 1611) felfedezése volt az első lökés, ami a fény vizsgálatát megindította.

A fény természetére vonatkozólag a XVII. század második felétől kezdve kétféle felfogás állt szemben egymással. A Newton-féle korpuszkuláris elmélet (1699) szerint a fény a fényforrásból kilövellt parányi részecskékből áll, amelyek homogén közegben állandó sebességgel mozognak, és így az egyenes vonalú terjedés egyszerűen a tehetetlenség törvényére, a visszaverődés törvénye pedig a rugalmas ferde ütközésre vezethető vissza. A fénytörést ezzel az elmélettel magyarázva a fény sebessége vízben nagyobbnak adódik, mint levegőben.

A Huygens-féle hullámelmélet (1678) a fényt longitudinális hullámnak képzelve, a Huygens-elv alkalmazásával értelmezte ugyanezeket. Itt a fény sebességét vízben kisebbnek becsülte, mint a levegőben.

Ezt nézd meg, szerintem itt megkapod mindazt az infót, amit a fényről nektek tudnotok kell! Kötelező, de érdekes.

https://www.youtube.com/watch?v=owInWutRDnQ

https://www.youtube.com/watch?v=CZFfJyuzoJM az első két perc unalmas, 3 perc önéletrajz, a többi már érdekfeszítő.

A később feldolgozandó anyagot letölthetitek a 05.22-én reggel kiküldött mailemből, jó lesz a visszaadott tankönyv helyett.

Szokás szerint közlöm a tankönyv ábráját. Ezen a tankönyv írói szerint legfontosabb és éppen ezért kötelezően megtanulandó, megjegyzendő fogalmak, adatok szerepelnek.

Olvassátok ezért figyelmesen!

A posztot olvassátok el, amíg el nem fáradtok (elvárható tőletek, hogy két részletben végezzetek ezzel az anyaggal, ami talán most több mint 45 perc). Ezt igen-igen ajánlom, mert ekkor a hanggal kapcsolatos lényeges info csak a kezetekbe került, az eszetekbe kúszott. Ha félreteszitek és nyáron olvassátok el, az is jó.
Nyáron még a munkafüzet feladatai közül (64-75. oldal) válaszoljatok meg minél többet!
A tankönyvet elég csak a posztban említett helyeken elolvasni.

A házi feladathoz mindenképpen scrollozzatok le MOST!!!

Fütyüljetek és vezessük be a hangról szóló tananyagot. Azt tudjátok, hogy amikor beszéltek, fütyültök, akkor a hangszálainkat rezgetitek. Ez a hangkeltés, ezt a szót biztos használtátok.

Tapasztaljátok, hogy a hang forrását szinte mindig azonosítani tudjátok.

A fülünk és a hanginger feldolgozását végző agyi terület olyan érzékeny, hogy egyértelműen azonosítja a hangforrás irányát, távolságát. Valószínűleg azt is tudjátok, hogy a dobhártyátok a rezgéseivel közvetíti a hangingert az agynak.

Tegyük fel a kérdést. Mi a hang? Tudjátok, mivel lehet hangot kelteni, mivel lehet a hangot felfogni. Most jön a második komoly kérdés, mi közvetíti a torkod és a füled között a hangot? Apró érdekesség, hogy itt is, ott is valami rezeg.

Most már volt időd gondolkodni, bizonyára rájöttél, hát a levegő közvetíti a hangot és akkor a hang légmozgás.

Egy egyszerű kísérletet mindenképp végezz el, mert ennek semmi akadálya nem lehet: tölts meg egy üveget, palackot vízzel és fújj rá – fújj el felette. Tankönyv 85. oldal „Kísérlet”.  Azután önts hozzá vizet vagy önts ki belőle és újra fújjál. Más hang lesz az eredmény. Amint nő a levegőoszlop hossza, úgy mélyebb hangot hallasz.     A kísérletből kiderül, hogy a rezgő légoszlop hossza befolyásolja a hang magasságát – és ezt szabályozni is lehet! Ugyanilyen a furulya, a fuvola is, amit bizonyára szintén ismersz. Az ujjaiddal befogod a furulya, fuvola nyílásait és ezzel változtatod a levegőoszlop hosszát. Ehhez hasonló a doromb, ott a szád üregének nagysága és a nyelved helyzete adja levegőoszlop hosszát.

Összefoglalóan a lényeg: a hangokat a hangforrás rezgése hozza létre. Ennek a hangnak a magasságát (érzetre is, zeneileg is) a rezgő tárgy hossza befolyásolja.

A hangokat a fületekkel fogjátok fel, érzékelitek. De az érzékeléshez kell a fül? A válasz: NEM. A fül is OK, de épp a 86. oldal „Érdekesség” bekezdésében idézheted fel gyerekkori kötelező olvasmányod, Az „Egri csillagok” egyik részletét. Ott a törökök mozgását a vár pincéjében lehelyezett (tehát a Föld rezgését) dobra tett borsó, a tálban finoman hullámzó víz jelezte. Tehát úgy ezek viselkedtek, mint a fül.

Ezzel megállapítottuk, hogy nagyon gyenge hangot is tud jelezni egy alkalmas tárgy/anyag rezgése. Vagyis a hangnak erőssége is van. A fülünkben az éles, hangos hang fájdalmat is tud kelteni. A metál zenét játszó zenészek pl. sokan megsüketülnek.

Ezzel megint újabb megállapításhoz jutottál. A hangerősség károsodást is okozhat, tehát a hangnak van egy még éppen nem hallható (suttogás) és egy nagyon erős tartománya. Ezt elnevezték hallásküszöbnek és fájdalomküszöbnek.

Azt már tudjátok, hogy a fizikus mindent mérni akar. Logikus, hogy a hang magasságát és erejét is egzaktul mérni akarja. Tehát erre is kifejlesztettek tehát egy műszert és ezzel a hang erősségét decibel- ben mérik. Jele a dB. Itt nincs mili- és kilodecibel.

A hallásküszöb 0 decibel, a fájdalomküszöb pedig 130 decibel. A Sziget hangversenyeit is annak megfelelően hangosítják, hogy a Duna-parton már csak éppen hallható legyen. Ez 40-50 dB.

Jegyezzétek meg azt is, hogy
- a hangvédő falak az autópálya mentén CSAK visszaverik a hangot. Ezáltal lesz csöndesebb a másik oldalon;
- a káros hangok ellen hangtompítót lehet használni, ami tulajdonképpen szigetel a fülön kívül;
- a hangszerek nagy teste, a tölcsér tereli a hangot, hogy bizonyos irányban jól, más irányban ne halljuk a hangot;
- az énekesek nagy teste, kövérsége a hang jobb rezgését, ezáltal erősebb, tisztább hangzását szolgálja.

Az előbb írtam a hangmagasságról. Ezt minden nap megtapasztaljátok, a fiúk hangja mélyebb, a lányoké magasabb. Rögtön és gond nélkül meg lehet különböztetni a kettőt egymástól. A férfiaknak hosszabbak és vastagabbak a hangszálai, mint a nőknek. A tárgyalás elején hallottátok, hogy hosszabb levegőoszlop mélyebb hangot ad. Tehát a hangmagasság attól függ, mekkora a rezgő test/anyag hossza, vastagsága és feszessége. A vastagság, feszesség könnyen ellenőrizhető, ha egy gumit, vonalzót vagy gombostűt rezgetsz. Kipróbáltad? A gumit fogd az ujjaid köz, a gombostűt és a vonalzót szorítsd az asztal szélére, a másik kezeddel pedig pendítsd meg.

A rezgő test/anyag természetesen az előbb látottak szerint rezeg: Minél rövidebb, annál többet rezeg ugyanannyi idő alatt. Annál magasabb hangot hallotok. A fiziológiai érzetre megkülönböztethető hangmagasság a hangforrás (pl. az előbb a gombostű) rezgésének ütemétől függ.

Megint jön a fizikus a mérési mániájával. Megszámolja, mennyit rezeg egy test egységnyi idő (pl. másodperc) alatt. A másodpercenkénti rezgésszámot pedig elnevezi frekvenciának.  A frekvencia jele a kis <f>. Mértékegysége ebből következően az 1/sec. Mert ugye a rezgésszám egy darabszám, nincs mértékegysége, a számlálóban nincs mértékegység. Ezt az 1/sec-ot Hertz-nek nevezték el, vagyis lehet mondani, hogy a frekvencia mértékegysége az 1 Hertz = 1 Hz. Van kilohertz, azaz kHz = 1000 Hz.

Biztos hallottatok a normál zenei A hangról. Ez az a hang, amelyet a másodpercenként 440-et rezgő úgynevezett hangvilla ad ki magából. (Tehát most ez itt a hangforrás) A fizika jelöléseivel ezt úgy írják, hogy
f = 440 Hz.
A hárfán és az orgonán lehet látni, milyen nagy különbségek vannak az egyes húrok, sípok között. Ez azért van mert ott direkt a húrt vagy a sípban a levegőoszlopot rezegteti a zenész. Ott figyelhető meg, hogy az A hangot kiadó 440 Hz rezgésszámú húr/síp hosszához képest kétszer olyan rövid húr/síp rezgésszáma 880 Hz. Tehát a rezgő test rezgésszáma és hossza között fordított arányosság van.  

Ezzel kapcsolatos a tankönyv 91. oldal PÉLDÁJA. Olvassátok el figyelmesen, hogy legalább egy példát lássatok is a hanggal kapcsolatosan.

A példa alatt pedig az emberi fülről és hangról van megjegyzendő információ. Lényeges, hogy az emberi fül számára hallható, érzékelhető hang kb. 20 Hz (mély) és 20000 Hz (magas) közé esik.

Emlékezzünk meg még a 20 Hz alatti hangokról, pl. a bálna, elefánt hangjáról. Ez az infrahang. A 20000 Hz feletti hangokat pedig ultrahangnak hívjuk. Ez pl. a denevérek és delfinek „beszéd”-hangja.

Emlékezzünk meg még a 20 Hz alatti hangokról, pl. a bálna, elefánt hangjáról. Ez az infrahang. Ezekről az állatokról itt nincs kép. A 20000 Hz feletti hangokat pedig ultrahangnak hívjuk. Ez pl. a denevérek és delfinek „beszéd”-hangja. A denevér tájékozódásra használja az ultrahangot. A kibocsátott hang visszaverődését érzékelve tudja, hol az akadály, sőt azt is, hogy az épp denevértárs vagy szikla. A delfin pedig ugyanígy a visszavert ultrahangot analizálva tájékozódik, de ezen kívül kommunikációra is használja a hangot, amint pl. Merle regényéből és sok aranyos állatfilmből tudjuk. A tengeralattjáró szintén tájékozódik, amikor a visszavert ultrahangot saját készülékével felfogja és azt elemzi. Ezek a készülékek is olyan érzékenyek, hogy ki tudják jelezni, milyen típusú tengeralattjáróról jött vissza a saját hangja.

Lépjünk tovább. Azt mondjuk, hogy a hang terjed. Nem megy, sugárzik, nem viszik, terjed. A köznyelvben a terjedés valamilyen közegben történik. Nos a hang is valamilyen közvetítőanyagban, gyakran levegőben, de vízben is terjed. Közvetítőanyag nélkül nincs hang. Pl. a világűrben az űreszközöknek nincs hangjuk. Tehát a Halálcsillag dübörgése szaktárgyi tévedés (de elnézzük neki, mert olyan hülyén nézne ki egy félelmetes fegyver némán).
Ha pedig terjed, akkor rögtön az első kérdés: mekkora sebességgel teszi ezt.

Jegyezd meg, ez fontos, szinte az átlagos intelligenciához tartozik. A hang terjedési sebességét levegőben 340 m/sec-nek vesszük. Azért nem tudjuk ezt itt és most pontosan megmondani, mert ez függ a levegő sűrűségétől, hőmérsékletétől, szennyezettségétől is. Amint tanultuk: 1 m/sec = 3,6 km/h. Innen számolható, hogy az előbbi 340 m/sec hangsebesség = 1224 km/h.

Ebből az előbbi mondatból az is kiderült, hogy a hang sebessége függ a közvetítő anyagtól, amiben terjed. Vízben 1500 m/sec. Leginkább az acélt szokták még tankönyvekben megadni. Ez 6000 m/sec. Nem lep meg ugye, hogy az acélban is van hang? Világos, az is tud rezegni, mint bármely más fém.

Még egy dolog maradt hátra így a hanggal ismerkedés témából. Hogy is lehet elképzelni a hang, tehát a részecskék rezgését a közvetítő közegben. Erre én két ’modell’-t tudok mutatni.
1/ csepegtess vizet egy félig telt tálba és figyeld meg a kialakuló koncentrikus köröket, hullámhegyeket és völgyeket, amint szépen híznak a csepp becsapódási helyétől távolodva.
2/ húzz ki egy szép hosszú rugót, majd pöcköld meg, rezgessed az egyik végét. A rugó hol sűrűsödik, hol ritkul és ez a „deformáció” halad a rugó egyik végétől a másikig.

Ebből egy nagyon lényeges, megjegyzendő információ következik. A hang hullám, hullámjelenség.

Megjegyzendő info:
- hullámforrás: ahol a rezgés kiindul. A csepp becsapódási helye, rugó rezgetési vége
- hullámhegy/hullámvölgy: a rezgés csúcspontjai és mélypontjai. A hullám teteje/alja, a rugó sűrűsödése/ritkulása.
Olvasd el figyelmesen a vízre írt szavakat és a szöveget a képen!

A hullámjelenségek egy nagyon sok és nehéz összefüggéseket tartalmazó része a fizikának, itt most nincs rá hely és idő, hogy ezt kifejtsük. Legyen elég annyi, hogy a hullámhegy, -völgy, vagyis a hullámok alakjának/mintázatának lerajzolása nagyon jól szemlélteti a terjedést és ebből két dolog ki is olvasható:
A hang terjedése a közvetítő közeg rezgése által valósul meg és fontos jellemzője a hullámhossza.
A hullámhossz két hullámhegy közötti távolság. Ezzel törvényszerűen összefügg a frekvenciája, vagyis hány hullám halad el egy pontban ill. pont előtt egy másodperc alatt. De erről később.

Tulajdonképpen az "Összefoglalás" 96. oldalon található fogalmakat írtam le ide. Azt kell tudni, ami oda van leírva. Ez itt annak kifejtése egy konzekvens gondolatmenetet követve.

Elérkeztünk megint egy témakör végéhez. Szokás szerint itt vannak a tankönyv szerint legfontosabb ismeretek, amit nektek mindenképpen tudnotok kell.

Jól véssétek az eszetekbe a termikus kölcsönhatásról tanultakat. Ez a kölcsönhatások egyik fontos fajtája a fizika egyik központi fogalma.
DEFINÍCIÓ: Kölcsönhatásnak nevezzük azt a fizikai jelenséget, amikot két vagy több test hat egymásra és ez a hatás mindaddig tart, amíg a testek kapcsolatban vannak egymással.
Magától értetődő meghatározás. Persze, de két fontos eleme van ennek a mondatnak és így a kölcsönhatásnak is. Két vagy több résztvevője van és meghatározott ideig tart, de tulajdonképpen bármeddig is tarhat.
A Nap és a Föld a gravitációs kölcsönhatásban (vonzás és ennek hatására keringés) vannak egymással és ugye kb. 4,5 milliárd éve tart már.

A szöveget könnyű megtanulni, főleg, hogy nagyon összevág a mindennapi tapasztalatotokkal. Ezekkel a jelenségekkel már sokszor találkoztatok és mindannyiszor az itt leírt törvényszerűségek szerint zajlottak le. Tehát csak annyi az újdonság, hogy itt szabatosan, fizikai nyelvezettel vannak ezek leírva.

A bal oldalt felül látható görbét emelem ki, mert talán ez újdonság. A valóságban a termikus kölcsönhatás végén kialakul a közös hőmérséklet, az egyensúly és ez pontosan az itt látható görbének megfelelően történik. Tehát a két test hömérséklete szépen fokozatosan simul egymáshoz, amint az a görbe lefutásán is látható.

Miért van ott legalul jobb oldalt ez a havas táj? Ez egy eszkimó "iglu" (eszkimó néven a ház), amely példa a hőszigetelőre. A jég ugyanis jó hőszigetelő és ha az iglut belülről jól befűtik, akkor az sokáig megtartja a hőmérsékletét, kellemes hőfokban lehet benne lakni.

Sok sikert a TZ dolgozathoz!

Egy kicsit tágabban értelmezem a mai lecke anyagát, távolabbról indulok, hogy könnyebben a fizika rendszerébe tudjátok illeszteni a hőjelenségeket.

Nem tanultad, de fogadd el tőlem, NAGYON FONTOS, hogy az energia = változtatóképesség. Gondold végig, mikor használod az energia szót fizikai tárgyú fogalmak, történetek, kísérletek kapcsán. Az energiával mindig valamit felemelsz, fűtesz, hűtesz, világítasz, mágnesezel, gépet hajtasz és így tovább. Az energiával megváltoztatod valaminek az állapotát. Nézd végig az előbbi szavakat, mind változtatást takarnak!!! Ha általában és általánosan az energiára úgy tekintesz a jövőben, hogy az változtatóképesség, akkor fogalmilag nagyon jól  értelmezed az energiát. Az energia nagyon tágan, szélesen használt fogalom.

ÉZ IS FONTOS Az energiaváltozáshoz, energia előállításához, energia növeléséhez pedig munka, munkavégzés kell. Így az energia, a változtatóképesség a testek, anyagok állapotát változtatja meg. A legegyszerűbb megfogalmazás, hogy az energia munkavégző képesség. Akinek, aminek sok energiája van, sok munkát tud végezni. Ebben a fejezetben a változások közül a hővel kapcsolatos állapotváltozással, a hőjelenségekkel (=termikus kölcsönhatásokkal) foglalkozunk, de szerencsétekre a hő, hőenergia munkavégző képességével nem foglalkozom.

Kérlek, kétszer-háromszor alaposan, figyelmesen olvasd el a fenti mondatokat. Még új neked, de ha ez nem idegen neked, ha már érted is, akkor az szenzációs. Az energia a fizika központi része és ugye minden nap tapasztalod, éppúgy az életed központi része. Ha pl. neked nincs energiád, akkor az nagyon rossz neked. Meg kell értened, mit kell tenned az energiáért, meg kell értened, hogy szerzel energiát, erőt! Itt kezdődik ennél a változtatóképességnél, munkavégzésnél. Szoktam mondani, írni, ismerkedni kell a fogalmakkal, tudni kell róluk, ízlelgetni kell a szavakat, gondolatokat. Úgy mint az úszásnál, biciklizésnél. Nem húzom az idődet, emlékszel rá, hogy kezdődött és végül olyan természetes lett, hogy automatikusan csinálod, készséggé fejlődött. Így van ez a fizikai, kémiai fogalmakkal is. Először kínai, azután több nézőpontból tanulod, többször visszatérsz rá és végül beépül a gondolkodásodba, megkönnyíti a környezeted megismerését, a környezetben eligazodásodat.

ISMÉTLÉS: Az erőről tanultunk októberben. Az erő szintén kölcsönhatás. Emlékszel, az erőhatás a testek mozgásállapotának megváltoztatásában nyilvánul meg.
A kölcsönhatás legfontosabb jellemzője, hogy két vagy több test/anyag vesz részt benne és ezek valami módon KÖLCSÖNÖSEN megváltoztatják egymás valamilyen állapotát.

Például, amikor a tanár megdícsér az aktív órai munkádért. A tanár örül, mert látja az igyekezetedet és a tudnivágyásodat. Te pedig örülsz, mert megerősítést kaptál és ezért a jövőben is hajtani fogsz. Hiszen a dícséret jó dolog. Kölcsönösen, mindketten egy picit jobb érzéssel kezditek a szünetet. Ezt a kölcsönhatást a fizika nem vizsgálja, mert ez nem anyagi tulajdonság, de remékem, érzékeltettem a kölcsönösséget és az állapotváltozást.

Vissza a mostani témánkhoz, a konkrétumokhoz: Fizikai kölcsönhatás például a melegítés. Ez egy termikus kölcsönhatás, mert a hőmérséklettel (termo = hő, hőmérséklet megint görög szó) kapcsolatos. Sok, rengeteg összetevője, részlete van a termikus kölcsönhatásnak, többek között a melegítésnek is, de most ismerkedésnek elég lesz az általam kiválasztott fogalmakat megtanulni. Majd középiskolában úgyis előlről kezdítek és részletesebben tanuljátok. Elég lesz ezekre emlékezni, de ezekre legalább kell. (az előző kis betűs bekezdések értelmében)

Gondoljátok végig, vegyétek elő az emlékeiteket, bizonyára tapasztaltátok, hogy a melegítés hatására az anyag több tulajdonsága is megváltozik. Láttátok, hogy melegítés vagy éppen hűtés hatására halmazállapotváltozás következhet be, szétfolyik az anyag, hígabb lesz, esetleg a színét is változtatja. Képzeljétek el, az anyag elektromos, mágneses  állapota is változhat. (Ha pl. egy mágnest megolvasztunk, akkor folyékony állapotban már nincs mágneses hatása)  Tehát a termikus kölcsönhatás nagyon összetett. Ezért csak kevés, de lényeges jellemzőt, tulajdonságot vizsgálunk, jó?

A hővel kapcsolatban pedig elmondhatjuk, hogy minél melegebb pl. a víz, annál több havat tud megolvasztani. Minél forróbb a mozdony gőze, annál nagyobb sebességet tud elérni a vonat.
Ha a meleg vízzel telt poharat hideg vízbe tesszük, a meleg víz lehűl, a hideg felmelegszik. Mindkettőnek megváltozik tehát az állapota, amit a hőmérsékletük megváltozása jelez. Az előbbiek szerint a meleg víznek csökken a hőmérséklete, így kisebb lesz az energiája. A hideg víznek pedig nő a hőmérséklete, tehát nagyobb lesz az energiája. Rövidebben mondva a termikus kölcsönhatás közben a melegebb testnek csökken, a hidegebb testnek nő az energiája. Ezt nagyon könnyen megértheted. Hideg vízzel nem megy a mozdony. Melegebb, sőt forró víz viszont hajtja, mint a meszes! A melegebb víz több munkát képes végezni, nagyobb a változtatóképessége, ezt az előbb írtak értelmében úgy is kifejezheted, hogy nagyobb az energiája.

A fizika ugye mindent mérni, standardizálni akar. Ez a hőjelenségeknél sincs másképp. A hőmérséklet mérésének egységesítése, egyértelműsége miatt vezette be a fajhőt. Ezt a tankönyv a 80. oldal alján egy előkészítetlen mondattal elintézi. Ezt felejtsd el, semmi baj nem lesz belőle, hogy ezt majd középiskolában fogod megtanulni.

Viszont mindenképpen el kell olvasnod a 79. és 80 oldalon a 3 kísérletet és el is kell gondolkodnod rajta. Sajnos valószínűleg nem tudod elvégezni azokat, mert két hőmérő bizonyára nincs otthon és a fizika szertár nem elérhető. Szerintem könnyen el tudod képzelni, ami oda le van írva.

A három kísérletből leszűrhető tanulságot kötelezően jegyezd meg!
- Termikus kölcsönhatás jön létre, ha két, különböző hőmérsékletű test érintkezik egymással.
- Termikus kölcsönhatás folyamán energiaátadás történik.
- A termikus kölcsönhatás addig tart, ameddig az abban részt vevő anyagok hőmérséklete ki nem egyenlítődik!
- A két test termikus kölcsönhatása közben kialakuló közös hőmérséklet függ:
     1. a testek kiindulási hőmérsékletétől,
     2. a két test tömegétől,
     3. a két test anyagi minőségétől.
- Termikus kölcsönhatás jön létre hővezetés, hőáramlás és hősugárzás közben.

Hőerőgépek - már csak a tájékozottságotok miatt:

Még egy téma tartozik ide, a hőerőgépek. Az elején írtam, hogy az energiaváltozáshoz munka, munkavégzés kell. Nos magától értetődően az energiafelszabadítással, energiafelszabadulással pedig munkát lehet végezni. Ilyen munkavégző gépek a hőerőgépek, amelyek valamiféle tüzelőanyag elégetésével olyan változást tudnak létrehozni, amely munkavégzést vagy erőkifejtést jelent. Konkrétan
a benzinmotor,
a gázturbina,
a sugárhajtású motor,
a rakétamotor
a legismertebb olyan erőgépek, amelyeket tüzelőanyag felhasználása hajt.

A 60/1,2 feladatnál a gyakorlatban, valóságban nem tudod elvégezni a kísérletet, de ezek olyan könnyű dolgok, hogy el kell tudnod képzelni, mi történik. Az elképzelt értékeknek megfelelően ki tudod tölteni a táblázatot és azokat az értékeket be is tudod rajzolni.
Ez egyébként az ú.n. gondolatkísérlet.

Pl. hideg víz 0. percben 10 °C, 0,5 percben 15 °C, 1. percben 20 °C, ...
A meleg víz a 0. percben 60 °C, 0,5 percben 55 °C, 1. percben 50 °C, ...
Világos hogy a hideg víz melegszik, a meleg víz hűl, amint a tankönyvi kísérlet is elmagyarázza és a kis ábra a 79. oldal közepén ezt mutatja.

Gondolom ez egybevág a te tapasztalatoddal. Az is, hogy a hőmérséklet kiegyenlítődés pár percen belül megtörténik. Itt most gondolatkísérletről van szó, tehát legyen ez a kiegyenlítődés a 4. percben, hogy ábrázolni tudjad.

Az lehet köztetek a különbség, hogy mennyivel kisebb a forró víz tömege a hidegéhez képest. Ha egyenlő a két víztömeg, akkor ugye az történik, amit az ábra mutat, középúton lesz a közös hőmérséklet. Mi a középút? Az átlag. Az én példámban 10 és 60 átlaga 35. (10+25 és 60-25 illetve (10+60)/2 = 35).
De ha a forró víz csak a fele a hidegének? Elég, ha megírod, hogy 35-nél kisebb, =, vagy nagyobb lesz? Ha valaki kiszámolja/kikövetkezteti pontosan, az kap egy órai dícséretet.

Ezek után ezt szépen rajzold be a grafikonba. Először csak halványan, hogy tudjál javítani.

Megint visszautalok a már többször emlegetett HALMAZÁLLAPOT VÁLTOZÁS ábrára. Ha azt megnézitek, a folyékony és a légnemű állapot között a párolgást is és a forrást is látjátok. Most ezzel a kis furcsasággal foglalkozunk. Furcsaság, mert máshol nem láttatok halmazállapot változást 2 különböző elnevezéssel.

A két folyamat közötti különbséget az okozza, amit a forrásnál már írtam, hogy egyelőre csak magoljátok be, később fogjátok megérteni. Hát most eljött ez a később.

ISMÉTELT DEFINÍCIÓ!: Forrásnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során egy folyadékból légnemű anyag = gőz lesz. Itt egy lényeges kiegészítést kell hozzátenned: Ez a gőz nem csak a felszínen, hanem a belsejében is képződik.

Amikor egy üvegpohárban forralod a vizet, akkor látod a buborékokat, amelyek a víz belsejében képződnek. Ha sokáig forralod, akkor a végén elfogy a víz, minden buborék eltávozik, a pohár kiürül.

Ha az üvegpohárban egyedül hagyod a vizet, egy idő múlva az is eltűnik - Ez pedig a PÁROLGÁS. Semmi buborék, semmi komoly gőzképződés. Ha meleg a leves, fújod, hogy hűljön. Tudtad. hogy a rajzon látható folyamatot gyorsítod? Tudtad, hogy azért hűl ki a leves, mert a melegebb, éppen ezért gyorsabb levesmolekulákat elhessegeted a leves fölül? Ha pedig elfújtad, akkor nem tud visszaesni az a molekula a levesbe. Jó, mi!?

Még két mindennapos tapasztalat: Ha kiszállsz úszás után a vízből, kicsit mindig fázol, akármilyen forró is a levegő. A kutyusok orra pedig mindig nedves/párás, ha futottak, ha izzadtak, ha melegük van. A kutyák is tudják a fizikát - a párolgás hűti a környezetét. Tehát pl a kutya fejét.

A pára szó jelentése: leginkább a levegőben, de esetleg a szilárd anyag felszínén is lehet nagyon finom, vízmolekulákból álló cseppecske.

ÚJ DEFINÍCIÓ: Párolgásnak nevezzük azt a halmazállapot-változást, amely során egy folyadék légnemű anyaggá válik. A párolgás a folyadék felszínén történik.
--        --> !!! NINCS párolgáspont! Érdekes, de a párolgás tulajdonképpen minden hőmérsékleten végbemegy. Ezt az előbbi ábra egyszerűen, érthetően alátámasztja, magyarázza.

Bizonyára sok párolgást láttatok már. Párolog a víz, az alkohol, az ecet, a kölni, az izzadság a testedről.
Azt is sokszor tapasztalnod kellett, hogy a nedves ruha megszárad. Ezt másképpen úgy fogalmazhatod, hogy elpárolgott a nedvesség a ruhából. Ezen közben biztos azt is láttad, tapasztaltad sokszor, hogy esős időben nehezebben szárad a ruha, verőfényben viszont akár pár óra alatt is száraz lesz.

Most még azt tedd meg, hogy elolvasod egyszer a tankönyv 73. és 74. oldalát, főleg a kísérleteket. Meglátod, pillanat alatt megérted
- a forrás és a párolgás közötti különbséget
- a párolgás sebességét egy-két körülmény befolyásolja.

Ha nem olvastad el a két oldalt, vagy unalmas volt, akkor csak ezt jegyezd meg, vagy ezt írd fel a kis kártyáidra.

TÖRVÉNYSZERŰSÉG: A folyadék minden hőmérsékleten folytonosan párolog. Ennek a párolgásnak tehát sebessége van. A sebesség függ
- a párolgó folyadék anyagi minőségétől,
- a párolgó folyadék hőmérsékletétől,
- a levegő páratartalmától,
- párolgó folyadék felületének nagyságától.

FONTOS! A párolgás sebessége 4 tényezőtől függ. Ez OK. De figyelem: míg a többi háromnál a szokásos egyenes arányosság van, addig a környezet páratartalmával fordítottan arányos ez a függés! Gondold végig, minél melegebb nyári nap van, annál gyorsabban szárad a ruha. A minél melegebb pedig minél szárazabbat* is jelent. Tehát kisebb páratartalom -> nagyobb párolgási sebesség! Akkor ez fordított arányosság!

* ez a nálunk szokásos, átlagos nyárra vonatkozik, nem a trópusi esőre, amikor szinte folyik a levegő, annyira párás!

Az anyagi minőség ugye azt jelenti, hogy magától a konkrét anyagtól - ami lehet éppen víz, kölni vagy bor, ....

A végén engedjétek meg, hogy még egy dolgot tisztázzunk. Az oldódás sem halmazállapot változás, a szó csak hasonlít az olvadáshoz. Az oldódás két vagy több anyag kölcsönhatása. Oldódás során legtöbbször szilárd és folyékony halmazállapotú anyagok lépnek kölcsönhatásba. Ezt a kémia tárgyalja. A szilárd anyag feloldódik a folyékonyban és oldat keletkezik. További részletekkel nem untatlak benneteket, de kérlek, tegyetek különbséget az oldódás, oldás és az olvadás között! Az olvadáshoz csak hő kell, az oldáshoz pedig két v. több anyag.    

A következő órán nagyon fontos témát dolgozunk fel,  a termikus kölcsönhatást és az energiát. Utána pedig megírjuk a témazárót. Azután eltérünk a tankönyvtől, a hátralevő Hang és Fény anyagrészek lényegét 1-1 alkalommal érintjük. A maradék időben pedig - fizikához kapcsolódó - érdekességeket dolgozunk majd fel.